• Українська
  • English
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Дуговий генератор плазми атомно-емісійного аналізатора з цифровим керуванням параметрами розряду

Рубрика: 
ПРИКЛАДНА РАДІОФІЗИКА
Єгоров, ВА, Єгоров, АД, Єгоров, СА, Сінельніков, ІЄ
Organization: 

 

Інститут радіофізики і электроніки ім. О.Я. Усикова НАН України
вул. Акад. Проскури 12, Харків, 61085, Україна
E-mail: yegorov@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2020.03.078
Мова: українська
Анотація: 

 

Предмет і мета роботи. Предметом роботи є атомно-емісійний спектральний аналіз (АЕСА) речовин з використанням найдоступніших і широко застосовуваних у лабораторній і виробничій практиці дугових та іскрових джерел спектру. Метою роботи є вдосконалення принципів розв’язання практичних задач побудови джерел живлення дугового та іскрового розряду з наперед заданими властивостями і дослідження їх параметрів.

Методи і методологія роботи. В роботі використано відомі способи отримання іскрових і дугових розрядів. Декілька конструкцій вузлів живлення розрядного струму і пробою розрядного проміжку, що запропоновані, промодельовані з використанням програми комп’ютерного схемотехнічного моделювання, а далі випробувано на діючих макетах. Випробування розробленого генератора виконано шляхом його порівняння з промисловим генератором методом статистичного аналізу результатів спектральних вимірювань.

Результати роботи. Розроблено і виготовлено дуговий генератор плазми «ЦУГ-2» з мікропроцесорним керуванням. Виконано розробку вузла формування розрядного струму, що функціонує за принципом цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) з складанням струмів. Розроблено блок пробою розрядного проміжку на напівпровідниковій елементній базі без використання газових розрядників. Додатково введено блок формування початкового імпульсу розрядного струму, який дозволяє розширити діапазон режимів збудження спектрів, контролювати процеси пробовідбору і підвищити стабільність горіння розряду. Для створення і підтримки контрольованого газового середовища в розрядній камері розроблено блок керування параметрами захисного газового середовища. Керування режимами роботи генератора і його синхронізацію з апаратурою реєстрації спектрів виконано через зовнішній інтерфейс. Для ручного керування передбачена автономна контрольна панель. Створений генератор забезпечує формування імпульсів пробою розрядного проміжку амплітудою до 12 кВ та дугових імпульсів розрядного струму в діапазоні 1…47 А. На основні імпульси струму можуть додатково накладатися допоміжні імпульси з амплітудою до 150 А, що значно збільшує швидкість наростання струму в розряді. Максимальна частота імпульсів збудження розряду становить 800 Гц. Виконано порівняльні випробування розробленого генератора з серійним генератором УГЭ-4.

Висновок. За результатами вимірювань встановлено, що середньоквадратичне відхилення (СКВ) даних фотометрування плазмових утворень, одержаних за допомогою розробленого генератора, в середньому в три рази менше, ніж під час використання промислового генератора УГЭ-4.
Ключові слова: іскрове джерело спектра, атомно-емісійний спектральний аналіз, джерело струму, дугове джерело спектра

Стаття надійшла до редакції 15.06.2020
УДК 543.423: 533.9.07
PACS32.30.-r, 34.80.Dp
Radiofiz. elektron. 2020, 25(3): 78-88
Повний текст (PDF)
 

References: 

 

  1. Чудновский С.М., Лихачева О.И. Приборы и средства контроля за природной средой: Учеб. Пособие. Москва: Инфра-Инженерия, 2017. 152 с.
  2. Барсуков В.И. Атомный спектральный анализ Москва: Машиностроение-1, 2005. 109 с. URL: https://tstu.ru/book/elib/pdf/2005/barsukov1.pdf (дата звернення 19.05.2020).
  3. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия. Часть 2.  Под ред. И.Л. Калинкина СПб.: НПО  «Профессионал», 2005. 1264 с. URL: http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/03_analiticheskaya_khimiya_chast_II/5030 (дата звернення 19.05.2020).
  4. Основы аналитической химии. В 2 т. Т. 2. Под ред. Ю.А.Золотова. 5-е изд. Москва: изд. центр. «Академия», 2012. 416 с.
  5. Егоров А.Д., Егоров В.А., Егоров С.А., Синельников И.Е., Бабаков М.Ф. Мультисенсорная камера для спектральных измерений на приборах с зарядовой связью линейной структуры Радіоелектронні і комп’ютерні системи, НАУ ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Харків, 2019, Т.90, № 2. С.80-88. doi: 10.32620/reks.2019.2.07
  6. Егоров А.Д., Егоров В.А., Егоров С.А., Моторненко А.П., Корж В.Г., Здор Е.В., Скуратовский И.Г. Автоматизированный спектрометр для эмиссионного спектрального анализа. Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. Ин-т радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины. Харьков, 1999, Т.4, №3. С.148-153.
  7. Yegorov A.D., Yegorov V.A., Yegorov S.A.  Dynamic range of CCD photosensors for atomic-emission analyzers Journal of Applied Spectroscopy 2019. Vol. 86(10), #3, – P. 443–448. DOI: 10.1007/s10812-019-00839-9
  8. Иванов В.А. Сухомлинов В.С.Дуговые генераторы. Новое поколение генераторов дугового разряда ПРИМА для спектрального эмиссионного анализа элементного состава веществ. URL: http://prima-ivs.ru/content/view/21/48/ (дата звернення: 29.01.2020)
  9. Мандрик Е.М. Семейство электрических источников возбуждения атомно-эмиссионных спектров «Шаровая молния» Аналитика и контроль. Москва, 2005. Т.9, №2. С.129-134.
  10. Источник возбуждения спектра для эмиссионного спектрального анализа SPARK-500 URL: http://okb-spectr.ru/products/es/spark500/ (дата обращения 17.10.2017)
  11. Кеттеннис М. Цифровой генератор – новый тип источника в возбуждения в оптической эмиссионной спектрометрии Аналитика и контроль. Москва, 2003, Т.7, №2. С.172-175.
  12. Иволгин В.И., Простые электронные ограничители тока  Радиолоцман, 2017. №2 (69) – С 28-32 URL: https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=335397 (дата звернення 03.12.2019).
  13. Adjustable Low Drop Current Limiter 2014-03-28. URL: http://www.electro-tech-online.com/articles/adjustable-low-drop-current-... (Last accessed: 03.12.2019).
  14. Micro-Cap v.12. Spectrum Software. URL: http://www.spectrum-soft.com/index.shtm  (Last accessed: 03.12.2019).
  15. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. – Издание 2-е. – Москва: БИНОМ.  2015.  704 с.
  16. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12 е изд. Том I: Пер. с нем. – Москва: ДМК Пресс, 2008. 832 с.
  17. Универсальный генератор с электронным управлением УГЭ-4. Техническое описание и инструкция эксплуатации.  Москва: Внешторгиздат, 1980. 128 с.
  18. Косарев, Е.Л. Методы обработки экспериментальных данных. Москва: Физматлит. 2008. 208с.
  19. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Сінельніков І.Е. Удосконалені методики обробки даних в оптичних спектрометрах Вчені записки Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського, серія технічні науки, Київ, 2019. Т.30 (69), № 3, ч.1. С.46-50 DOI: 10.32838/2663-5941/2019.3-1/08
  20. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Сінельніков І.Е. Дослідження можливості компенсації ефекта блумінга ПЗЗ-детекторів оптичного спектра  Технологія і конструювання в електронній апаратурі. Політехперіодика. Одеса,  2019. №5-6, С.8-15. DOI: 10.15222/TKEA2019.5-6.08